Динамика содержания минеральных форм азота в воде Среднего Амура в зимнюю межень

Река Амур – крупнейшая трансграничная река Евразии, сток которой составляет более половины общего стока всех рек Охотского побережья. Поэто­му значительные экономические преобразования в последние годы в бассейне Амура, прежде всего в ки­тайской его части (рост численности населения, раз­витие химической и нефтехимической промышлен­ности и т. д.) не могли не оказать влияния на вынос растворенных веществ в Охотское море. Среди этих элементов особое место занимает азот, концентрации минеральных форм которого лимитируют качество поверхностных вод.

Целью настоящего исследования является изуче­ние многолетней динамики содержания минеральных форм азота воде среднего Амура в период ледостава, когда при низкой водности рек проблема загрязнения их вод становится наиболее актуальной.

Гидрохимические исследования осуществлялись в 1996–2012 годах в зимнюю межень (декабрь–март) на р. Амур у г. Хабаровск. Образцы воды отбирались с поверхности на пяти равномерно распределенных по ширине реки станциях 1–2 раза в месяц. Пробы ана­лизировались в аккредитованном Межрегиональном центре экологического мониторинга гидроузлов (ат­тестат аккредитации № ROCC RU 0001 515988) при ИВЭП ДВО РАН.

Повышенные концентрации аммонийного азота в амурской воде в зимнюю межень стали отмечаться Росгидрометом с самого начала мониторинга в 1975 г. Троекратное превышение рыбохозяйственного значе­ния ПДК (0,39 мгN/л) этого вещества наблюдалось в 1977, 1984, 1987 годах [2]. Максимальная концентрация аммонийного азота достигала 2,26 мгN/л в 1984 году, а нитратного – 0,70 мгN/л в 1986 году [3]. Преобладание аммонийной формы азота в стоке его минеральных форм зимой наблюдалось во все годы, за исключением 1982 и 1986. Средняя многолетняя концентрация ам­монийного азота в период ледостава в 1975–1988 годах составляла 0,84 мгN/л, нитратного – 0,20 мгN/л, что соответствовало стоку 70,8 и 16,8 т в сутки.

Наблюдения ИВЭП ДВО РАН в 1996–2012 годах свидетельствуют о неравномерном распределении со­единений азота по ширине Амура, максимальных их концентрациях в 500–700 м от правого берега. Было отмечено снижение по сравнению с предыдущим пе­риодом (1975–1988) концентрации аммонийного азо­та в 1,4 раза и повышение в 1,9 раза содержания ни­тратного азота, средние многолетние концентрации которых в зимнюю межень составили 0,59 мгN/л и 0,38 мгN/л соответственно. Наименьшие концентра­ции аммонийного азота наблюдались в 2008–2010 и 2012 годах, а наибольшие – в средний по водности 2000 год и маловодные 2002 и 2003 годы (рис. 4.3). Впервые за все годы наблюдений в зимнюю межень 2011–2012 годов не отмечалось превышения ПДК этого вещества в подледной воде. Таким образом, в последние годы отмечается снижение концентрации этого минеральных форм азота в воде, что в опреде­ленной мере свидетельствует об улучшении качества воды р. Амур.

Такое существенное изменение химического со­става воды р. Амур в основном было обусловлено снижением загрязнения р. Сунгари, в воде которой, согласно наблюдениям в районе с. Ленинское, содер­жание аммонийного азота в 2011–2012 годах было в 2–3 ниже по сравнению с 2000–2002 и 2006 годами. Большую роль в снижении концентрации этого веще­ства сыграло и повышение водного стока Амура после выхода на эксплуатационный режим Бурейского водо­хранилища, ниже плотины которого расход воды р. Бу­рея в 2008–2012 годах составлял в среднем 708 м³/с.

Определенной зависимости между содержанием нитратного азота и расходами воды в зимнюю межень не выявлено. Повышенные его концентрации отмеча­лись как в маловодные (2002, 2003), так и в многово­дные (1999, 2007, 2011) годы (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Многолетняя динамика концентрации аммонийного и нитратного азота в зимнюю межень 1975–1988 и 1996–2012 гг. в воде р. Амур у г. Хабаровск

Максимальный сток аммонийного азота наблю­дался в феврале 2000 (7 540 т), а нитратного – в марте 2011 (5 272 т) годов. В маловодные годы (2002, 2003, 2005 и 2008 гг.) сток этих веществ был значительно ниже. В последние годы (2007, 2009–2010, 2012) в структуре стока форм азота отмечается преоблада­ние нитратного азота над аммонийным (рис. 4.4). В среднем сток аммонийного азота в воде р. Амур в зимнюю межень 1996–2012 годов составил 100,3 т в сутки, нитратного – 60,2 т в сутки, т. е. по сравнению с 1975–1988 годами сток первого увеличился в 1,4 раза, второго – в 3,6 раза.

Нитритный азот в речной воде, как правило, из-за нестойкости отсутствует или обнаруживается в следо­вых количествах (0,001–0,015 мгN/л). Сток нитритно­го азота в воде р. Амур в зимнюю межень 1997–2012 годов в среднем составлял 0,9 т/сутки (интервал ко­лебания 0,16–2,47 т/сутки). Низкие значения отмеча­лись зимой 2005 и 2010 годов (0,27 и 0,16 т/сутки со­ответственно). Максимальный сток нитритного азота наблюдался в 2006 году после аварии на химическом комбинате в г. Цзилинь (КНР). В остальные годы сток этого вещества был близок к среднему значению.

Важным гидрохимическим и ландшафтно­геохимическим показателем является структура стока минеральных форм азота. Для р. Амур у г. Хабаровск соотношение между стоком аммонийного, нитратного и нитритного азота в зимнюю межень 1996–2008 годов составляло соответственно 64,2, 35,1 и 0,7. Такие осо­бенности структуры характерны для большинства рек бассейна Тихого океана, сток которых формируется на заболоченной территории, характеризующейся ши­роким развитием мерзлоты и низким окислительно­восстановительным потенциалом почв [1].

Рис. 4.4. Динамика стока аммонийного и нитратного азота в воде р. Амур у г. Хабаровск в зимнюю межень 1997–2012 гг.